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8.堰流

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一、简答题

1、水流经过溢流坝顶、桥洞、无压隧洞进口等处的水流现象均属于堰流，请写出堰流的定义及其水流特点。

2、请写出堰流的不同类型及其分类标准？

3、堰流基本公式为：3202HgbmQs，请写出公式中各项的含义？

4、闸孔出流和堰流是密切相关的，当闸门开度不同时，堰上水流分别属于闸孔出流和堰流，请写出两种流动的区分条件。

5、试述下列各因素怎样影响堰流的侧收缩系数？为什么这样影响？

（1）边墩和中墩形状；

（2）水头H0；

（3）闸孔数和闸孔宽度b；

（4）淹没程度0Hhs。

二、计算题

1、用无侧向收缩的矩形薄壁堰测量流量，当堰上水头H = 0.65 m，堰高P = 1.0 m，堰宽度b=2.9m，问需通过流量 Q 多少？（答案Q=3.0m/s2）

2、用直角三角形堰量测流量，当堰顶水头H=0.3m时，通过流量Q应为多少?

3、某实验室用直角形三角堰，量测Q=0.05 m3/s以下的各级流量。试绘制Q为0～0.05 m3/s的相应各流量的H～Q的关系曲线(堰下为自由出流)。

4、某实验室有一条宽B=0.6 m的水槽，槽内安装矩形堰量测流量。堰宽b= 0.6 m，高P=0.23 m，堰为自由出流，实验测得堰顶水头为3.25cm。试确定流量Q。（答案Q=6389cm3/s）

5、WES型剖面堰，坝高P=60 m，Hd=6 m，坝上游面垂直，堰顶曲线由标准三曲线段组成，坝宽20 m，无侧收缩，自由出流，试求过流量Q。若过流量为1000

m3/s时，试求溢流坝的实际作用水头H。

6、水库正常高水位为75.0 m，溢洪道进口为无闸门控制的宽顶堰，堰高P = 2 m，相应堰顶高程为73.6 m，堰顶为进口修圆。堰上游引水渠与堰同宽。宽顶堰宽为b = 20 m，下接陡槽泄水。试求该堰所通过的流量Q。

7、一圆形进口无侧收缩宽顶堰，流量Q = 15 m3/s，堰宽b = 5.0 m，堰高P = P1 =

1.0 m，下游水深ht = 1.80 m，求堰顶水头H。

8、一直角进口无侧收缩的宽顶堰，堰宽b = 4.0 m，堰高P = P1 = 0.60 m，水头H = 1.20 m，堰下游水深h = 0.80 m，求该堰通过的流量Q。如下游水深上升到h = 1.7 m时，此时堰能通过多少流量。

9、某河道中，通过设计流量Qd = 15 m3/s，天然河槽水深ht = 1.3 m，桥台进口采用八字形翼墙(取0.90,0.90,0.85)，河床取碎石单层铺砌加固，其允许流速max3.5m/sv。试求小桥孔径B及桥前壅高水深H。

10、如图所示为一三孔平底进水闸的平面图，每孔净宽等b=2.5m，中墩厚度d=1m,

墩头部为半圆形，闸室上游翼墙为八字形，收缩角027，mb625.2（如图中所示），上游引渠为矩形断面，其宽度B0=14.65m，下游水深ht=2.7m，闸门全开时通过流量Q=60m3/s，试求：上游水深Ht。

bbbdd△bθB0Q

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堰流计算程序

堰流计算程序

边墩型闸墩型底坎型孔数坎高P(m)堰底高程(m)陂上水位(m)下游水位(m)

3321171.8078.0074.71计算流量Q(m3/s)堰静水头H(m)Ho3/2hs/H0淹没系数δ流量系数m边墩系数闸墩系数

1405.456.2015.440.4691.0000.3796870.70.45 宽顶堰，2.5＜δ/H＜10 δ—堰的厚度；H—堰上作用水头 边墩形状：直角1，八字形2，圆弧形3，流线形4 闸墩形状：矩形1，尖角形2，半圆形3，尖圆形4，流线形5. 底坎：直坎1，圆坎2.

流量公式侧收缩系数

流量系数(圆坎)流量系数(直坎)2/302HgBmQnbHnk/12.0100

HPHPm/75.046.0/301.033.0HPHPm/5.12.1/301.036.0

单孔宽B(m)

55

侧收缩系数ε0.984.

堰流计算程序 2

堰流计算程序 2

边墩型闸墩型底坎型孔数坎高P(m)堰底高程(m)陂上水位

(m)下游水位

(m)

3321171.8078.0074.71

计算流量

Q(m3/s)堰静水

头H(m)Ho3/2hs/H0淹没系数

δ流量系数

m边墩系数闸墩系数

1405.456.2015.440.4691.0000.3796870.70.45 宽顶堰，2.5＜δ/H＜10 δ—堰的厚度；H—堰上作用水头

边墩形状：直角1，八字形2，圆弧形3，流线形4

闸墩形状：矩形1，尖角形2，半圆形3，尖圆形4，流线形5.

底坎：直坎1，圆坎2.

流量公式侧收缩系数

流量系数(圆坎)流量系数(直坎)2/302HgBmQnbHnk/12.0100

HPHPm

/75.046.0/301.033.0

HPHPm

/5.12.1/301.036.0



单孔宽

B(m)

55

侧收缩系数

ε

0.984.

堰流实验10

堰流实验10

堰流实验 一、实验目的要求

１．观察不同d /H的有坎、无坎宽顶堰或实用堰的水流现象，以及下游水位变化对宽顶堰过流的影响。

２．掌握测量堰流量系数m和淹没系数ss的实验技能，并测定无侧收缩宽顶堰的m及ss值。

二、实验原理

1.堰流流量公式: 自由出流 淹没出流

2.堰流流量系数经验公式:

(1)园角进口宽顶堰

(2)直角进口宽顶堰 (3) WES型标准剖面实用堰

P1/Hd >= 1.33时，属高坝范围，m值如下：

H0 = Hd时，m = md = 0.502;

本实验需测记渠宽b、上游渠底高程2、堰顶高程0、宽顶堰厚度、流量Q、上游水位1及下游水位3。

还应检验是否符合宽顶堰条件2.5 <= / H <= 10.进而按下列各式计算确定上游堰高P1、行近流速V0、堰上水头H、总水头H0:

三、实验方法与步骤

1.把设备各常数测记于实验表格中。

２.根据实验条件要求流量，调节阀门13和下游尾门开度，使之形成堰下自由出流，同时满足2.5

４.待三角堰和测针筒中的水位完全稳定后（需等待5分钟左右），测记测针筒中水位。

5.改变进水阀门开度，测量4-6个不同流量下的实验参数。

6.调节尾门，抬高下游水位，使宽顶堰成淹没出流（满足hs/H030.8）。测记流量Q′及上、下游水位。改变流量重复2次。

7.测量淹没系数，方法有二：

方法一：根据步骤6测记的Q′与H值，由式确定ss，式中m需根据H值由自由出流下实验绘制的~曲线确定，也可由圆角进口宽顶堰、直角进口宽顶堰堰流流量系数经验公式计算得到（误差不大于2%）。 方法二：在完成步骤4后，已测得自由出流下的Q值。后调节尾门使之成淹没出流，此时由于流量没有改变，因淹没出流的影响，上游水位必高出原水位，为便于比较，可减小过水流量，待堰上游水位回复到原自由出流水位，测定此时的流量Q′，根据式得ss=Q′/Q。

参照以上方法，改变hs重复测2次。

堰流计算程序 3

堰流计算程序 3

边墩型闸墩型闸孔数堰顶高

程(m)陂上水位

(m)下游水位

(m)堰宽（单孔）

B(m)计算流量

Q(m3/s)

111140.00143.00143.0040.00

堰静水头

H(m)Ho3/2hs/H0淹没系

数δ流量系数

m边墩系数闸墩系数侧收缩系数

ε

3.005.201.0000.0000.428110.850

流量公式侧收缩系数实用堰，0.67＜δ/H＜2.5 δ—堰的厚度；H—堰上作用水头

边墩形状：直角1，八字形2，圆弧形3，流线形4.

闸墩形状：矩形1，尖角形2，半圆形3，尖圆形4，流线形5.

本程序未能提供实用堰的流量系数，故需自行手工查表求出。

2/3

02HgBmQnbHn

k/12.01

00